惠州升降车租赁   现有升降车ＭＥＭＳ惯性开关存在的主要问题    惠州升降车租赁, 惠州升降车公司, 惠州升降车  国内外对ＭＥＭＳ惯性开关的研究也己经取得丰富的成果，从单一阀值到多个阀值，从单轴敏感方向到多轴向敏感，ＭＥＭＳ惯性开关涌现出不少优秀的设计产品。但目前ＭＥＭＳ开关在引信中应用仍存在以下问题：（１）开关不具有万向性：大部分ＭＥＭＳ惯性开关针对的是非军事环境，如手机加速度计，汽车安全气囊等，这些开关只要求单一方向上响应加速度载荷，因此不能在引信中使用。（２）开关抗过载能力不足：引信工作环境恶劣，尤其是在膛内发射阶段，冲击载荷达到上万ｇ，一般的ＭＥＭＳ惯性开关很难承受这样高的冲击载荷。（３）开关没有探测惯性载荷方位的能力：目前国内外研制了各式各样的ＭＥＭＳ开关，但是大部分开关只是探测惯性力大小的阔值开关，但是并不能探测出惯性力相对于开关的方位信息。（４）开关轴向纯感度不足：现有的ＭＥＭＳ万向开关一般均是将轴向阔值和径向阀值保持相同，便于实现空间范围内的各向阔值的一致性。但是对于低弹道引信来说，一般要求开关具有较高的轴向纯感度，避免弹道早炸现象的发生。（５）开关闭合时间短：大多数惯性开关采用的是刚性电极，导致开关闭合时间不足。若开关时间过短，就会导致引信电路识别困难，造成弹丸瞎火的严重后果。因此一定要保证足够的开关闭合时间。本文针对定向战斗部引信对ＭＥＭＳ惯性开关的特殊要求，设计一种可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关。开关不仅可以万向响应，具有较高的轴向纯感度，同时具有识别惯性载荷的方位和巧抗高冲击载荷的能力。

      本文提出在定向战斗部引信中可使用可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关，并完成可识别方位万向惯性开关的结构设计工作，通过有限元法分析了开关的方位识别性能、阀值性能、响应时间和闭合时间！＾及开关的抗过载性能。最后采用合适的加工工艺对开关进斤加工制作，并基于加工样机做了一系列相关实验来验证开关各项性能指标。具体研究内容如下：第一部分：介绍本课题的研究意义，并提出在定向战斗部中可使用可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关。从单轴敏感、双轴敏感、三轴敏感、万向敏感以及识别方位开关等方面总结了目前ＭＥＭＳ惯性开关的研究现状，并指出现有ＭＥＭＳ惯性开关的不足之处。第二部分：分析了引信用ＭＥＭＳ惯性开关可能经历的环境，并基于环境力分析提出了可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关的万向性、方位识别、闭合阀值、闭合时间、抗过载等性能指标要求。第Ｈ部分：针对开关可识别载荷方位的要求，设计了两种不同的结构方案并对比分析；建立开关的数学模型并分析了结构参数对于开关性能的影响；然后对开关的具体的结构参数进行设计；最后为开关设计了方位识别电路。第四部分：利用有限元方法对开关的各项性能进行了分析。主要包括开关结构的模态分析、空间闽值分析、识别方位能力分析、响应时间和闭合时间分析以及抗过载性能分析。第五部分：较为完整地介绍了开关制作的整个流程，主要包括ＭＥＭＳ开关的制作工艺介绍、ＭＥＭＳ开关尺寸测量及加工误差分析和ＭＥＭＳ开关封装处理等内容。第六部分：基于加工出来的ＭＥＭＳ开关从实验角度分析了开关的各项性能，主要包括开关阔值测量和开关方位识别验证实验，实验结果充分验证了开关的阔值性能和方位识别的可斤性。第毛部分：总结本文的主要研究内容和成果，并对后续工作进行了展望。

         环境力分析与设计要求    本文所设计的ＭＥＭＳ开关主要应用于中小曰径火炮引信上，因为引信在整个生产、胆存、使用过程中经历的环境复杂且相对恶劣，因此有必要对其在整个生命周期中所经受的环境进行分析，并根据送些环境分析和引信的设计标准提出ＭＥＭＳ万向开关的设计指标。

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     引信环境分析   引信环境一般包括机械环境和电磁环境，但就触发引信来说主要以机械力学环境为主。由于本文设计的ＭＥＭＳ开关属于高ｇ值惯性触发开关，因此本文不再对所有的引信环境一一分析，仅对高ｇ值触发开关设计时最关也的力学环境进行分析，主要包括勤务处理环境、发射环境、飞行环境和碰击目标环境。

  

     勤务处理环境,  引信的勤务处理环境包括正常勤务处理环境和意外勤务处理环境。正常勤务处理环境是指引信从车间装配完成出厂到发射之前一般都会经历的一系列环境总和，主要包括运输、储存、装填等过程中引信所受到的冲击、振动和磕碰。意外勤务处理环境主要包括弹丸在运输搬运过程中的意外跌落，紧急空投和发射意外等环境。振动是勤务处理中最常见的环境，典型的振动环境是引信在运输过程中的振动。火车和汽车是最为常见的运输工具，其中火车运输时，振动的最大加速度幅值不超过２０ｇ，各种车辆满载时在恶劣路面巧驶时的振动环境。 汽车运输时振动的最大加速度均不超过３ｇ，而在运输中振动频率一般在２￣５０Ｈｚ。因此开关结构的固有频率一定要避开勤务处理运输等环节的振动频率，以保证开关不会因巧振而损坏。

       在搬运时意外跌落产生的惯性环境比运输时大的多，这也是高ｇ值开关设计时必须可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关设计考虑的环境。跌落产生的加速度与弹丸的质量、跌落目标介质、跌落方式、跌落高度等因素有关。随跌落髙度的增加，跌落加速度可达几千ｇ甚至上万ｇ，而加速度脉宽也随跌落目标介质不同从几百微秒到十几毫秒。 弹丸在勤务跌落时的特点是惯性力幅值特别大，脉宽较窄。引信开关在这种高ｇ值惯性环境中会发生闭合，但由于系统没有供电，并不会造成弹丸引爆的危险。但在设计时一定要求开关具有抗高过载的能力，以保证在勤务跌落时不会因为过大的惯性载荷而使开关结构损坏。

   

     发射环境中引信所经受的力学环境主要包括后坐力、离也力、哥氏惯性力、切线力等。对于引信来说，在发射环境中引信尚未解除保险，即使开关闭合也是允许的，此时主要考虑开关的抗过载性能。中小口径火炮的膛内加速度载荷幅值均在１００００ｇ￣２００００ｇ，持续时间在９ｍｓ￣１２ｍｓ之间。这样的高ｇ值环境对开关的抗过载能力提出了更高的要求，开关结构在膛内的高过载加速度下，不能发生塑性变形和断裂。

    飞行环境弹丸出炮口之后不再受到火药气体的作用，进入飞行环境，在空气阻力、爬行力、部分动力等作用了做减速运动。爬行力是弹丸受阻力做减速运动时产生的；哥氏力只有在弹丸旋转且有径向运动才会发生。由于切线力、部分动力、哥氏力都比较小，设计时不再考虑，但飞行过程中弹丸碰击雨点、植物枝叶等轻障碍物处理不当时会导致弹丸的弹丸早炸现象。在飞行环境中，特别是过了炮口安全距离，此时引信保险机构己解除保险，引信处于待发火状态，ＭＥＭＳ开关一定不能因为飞行环境中的阻力而闭合。特别是对于低弹道飞行的炮弹引信来说，由于弹道低伸，很容易碰在植物枝叶等非目标障碍物上，为了解决该问题本文提出轴向纯感径向敏感惯性开关，避免在飞行环境中弹道早炸现象的发生。

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